古尔班通古特沙漠南缘农田及沙漠-农田交错带瓢虫的发生规律

苏杰 ，李金花 ，2，李婷 ，韩国栋 ，许照强 ，李兴龙 ，张建萍 *

（1新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用自治区高校重点实验室/新疆建设兵团绿洲生态农业省部共建国家重点实验室培训基地/石河子大学农学院，新疆 石河子 832000；2中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193）

古尔班通古特沙漠是中国最大的固定与半固定沙漠，位于新疆北部的准格尔盆地[1]。由于沙漠的影响，新疆绿洲农业具有比同纬度地区更为优越的热量资源，古尔班通古特沙漠的南缘大面积种植以棉花为主的经济作物[2-3]。沙漠和农田交错带（下简称交错带）作为沙漠与农田的过渡区域不同于其相邻的生境[4]，交错带生态环境优于干旱贫瘠的沙漠，同时作为自然生境又异于农田及田边杂草，受到人为干扰较少[5]。通常认为交错带通常具有高物种多样性、丰富的特有种、大量的外来种、频繁的物质流动、敏感的时空动态性、结构的异质性和脆弱性的特点[6]。交错带是重要的生态枢纽，尤其是作为不同生境动物转移和生存的中转场所，其生态功能非常重要[7]。

瓢虫是自然界广泛存在的捕食性昆虫[8-10]，其捕食范围广，环境适应性强，是重要的农业天敌资源[11-13]。瓢虫对农业害虫尤其是蚜虫的综合防治起着举足轻重的作用[14]。前人研究表明瓢虫的种群数量与农田蚜虫的种群数量有明显的相关性，瓢虫的出现能够有效减少蚜虫爆发的几率，同时蚜虫数量的增加也会吸引自然环境瓢虫的迁入[15]。非作物生境也对瓢虫种群的发生与转移有重要的影响，如芦苇和苦豆子等杂草、硫华菊和凤仙花等花卉是瓢虫偏好的农田外植物[15-16]。因此，本研究通过调查交错带生境(包括其内不同植物群落景观)及相邻农田瓢虫的种群数量，认识其发生规律，为交错带植被的保护和利用及绿洲农业的害虫综合防治提供理论依据。

1 研究材料与方法

1.1 研究地区

本试验于2016年5月1日至10月1日，在位于古尔班通古特沙漠南缘，新疆生产建设兵团第八师 149 团三连(N44°51′3.23″，E86°04′30.68″)进行调查 (图 1A)。

1.2 样点分布

试验调查分为两个大生境：农田生境(Farmland)及交错带生境 (Ecotone)。

农田生境为单一作物的棉田，农田采用覆膜滴灌，种植植物为棉花 (新陆早 45)，于4月7日播种并于9月23日施用脱叶剂，调查棉田区域棉花各时期均无施用杀虫剂，其它农业措施（施肥、打顶、除草、灌溉等）与常规棉田无差异。该生境（景观）共9个样点（图 1 B）。

交错带生境包括近农田景观(Near Farmland Landscape)、短命植物景观(Ephemeral Plant Landscape)、柽柳林景观 (TamarixLandscape)及梭梭林景观(Haloxylon Landscape)。

近农田景观位于距离农田较近 (距离5-100 m)的小沙丘 (高1-3 m)上，农田灌溉对其内植被相对影响较大，其生境较好植物种类丰富；短命植物景观位于距离农田较近（距离50-100 m）的丘间低地，该景观在春季有大量短命植物集中发生，其它时间大部分土地裸露仅有少量灌木；柽柳林景观距离农田相对较远 (距离200-500 m)，位于柽柳固定的小沙丘(高1-3 m)或中沙丘 (高3-6 m)上。梭梭林景观距离农田相对最远 (距离400-800 m)，位于梭梭固定的中沙丘或大沙丘 (6-20 m)上(图1B)。

图1 研究区域位置及采样点示意图Fig.1 Position and schematic diagram of sampling sites

1.3 研究方法

调查采样每7天一次；交错带区域瓢虫的调查方法为扫网法，每个样点100 m2，均匀扫网50网，由于交错带区域植物种类种类较多，大小不同，蚜虫调查方法为采枝法，每个样点内均匀采集各类植物枝条 (约10 cm)共20枝；农田区域瓢虫调查方法同样为扫网法，每个样点调查40 m2，均匀扫网20网，蚜虫调查为常规的叶片计数法，每个样点选取5株棉花，每株调查上中下3片叶蚜虫数量，数值为平均每株数量。

植物覆盖度及发生情况每月第1次调查采样时进行调查统计，每个景观调查5个样地，每个样地调查10 m×10 m的样方，鉴定其内的植物种类并测量其植物覆盖面积。

1.4 数据处理

由于交错带与棉田的样点面积不同、扫网数量不同，昆虫数量统一取单次调查的10网均值 (n/d)，然后采用lg(+1)对调查数据做数值处理，再使用Excel进行初始数据的统计，采用SPSS 18.0软件对试验数据进行统计分析，采用单因素方差 (One-way ANOVA)进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同景观植物群落构成

表1为不同景观植物群落构成。由表1可知：

（1）近农田景观 (平均覆盖度为60.28%)位于交错带生态，距离农田生境最近，其内植被种类相对较多，梭梭及柽柳等多种木本植物同时存在，生境相对较为复杂，生态环境相对较好，植物覆盖度相对较高，其中梭梭覆盖度为4.04%，柽柳覆盖度为40.74%。

（2）短命植物景观 (平均覆盖度为 16.38%)位于交错带生境的平地或低洼地区，无木本植物存在，仅有少量灌木固定沙地(沙拐枣覆盖度为5.51%，白茎绢蒿覆盖度为1.86%)，春季短命植物发生时该区域植物覆盖度较高 (5月短命植物覆盖度为41.16%)，其它时间地面大部分裸露。

（3）柽柳林景观 (平均覆盖度为34.25%)位于交错带生态的平地或沙坡下部，木本植物只有柽柳或大多数为柽柳(柽柳覆盖度为27.33%)，柽柳基部常附着生长短命植物。

（4）梭梭林景观(平均覆盖度为16.40%)位于交错带生态，植被种类相对单一，木本植物只有梭梭及白梭梭 (梭梭覆盖度为6.05%，白梭梭覆盖度为10.04%)，土地相对贫瘠，多沙地或为盐碱地，植物种类相对较少，植物覆盖度较低。

表1 不同景观植物群落构成Tab.1 Composition of plant community in different habitats

2.2 瓢虫群落构成

调查结果（图2）显示：古尔班通古特沙漠南缘区域，瓢虫发生数量最多的种类为多异瓢虫Adonia variegate(84%)，其次为七星瓢虫 Coccinella septempunctata(10%），其它种类瓢虫数量非常少(6%)。

图2 瓢虫群落构成Fig.2 Composition of ladybeetle community

2.3 不同生境瓢虫种群动态

调查结果（图3）显示：交错带瓢虫5月开始发生，6月达到全年高峰 (0.11头/d)，随后该区域瓢虫数量迅速减少，直至9月有所回升 (0.02头 /d)；农田5月无瓢虫发生，6月 (0.01头/d)开始出现直至8月迅速升高并达到全年高峰 (0.10头/d)，随后9月下降。

图3 不同生境瓢虫群落动态Fig.3 Dynamics of ladybeetle population in different habitats

2.4 不同景观瓢虫群落密度比较

调查结果（图4）显示：近农田景观瓢虫发生数量最高 (0.047头/d)，显著高于柽柳林景观(0.012头 /d)，农田(0.034头 /d)、梭梭林景观(0.032头 /d)与短命植物景观(0.031头/d)之间瓢虫发生数量无显著差异。

图4 不同景观瓢虫群落密度比较Fig.4 Comparison of population of ladybeetle in different landscapes

2.5 不同景观瓢虫及蚜虫发生动态

调查结果（图5）显示：交错带的4种景观蚜虫与瓢虫均有2个高峰，农田蚜虫与瓢虫发生均只有1个高峰。其中，近农田景观 (蚜虫0.90头/d，瓢虫0.52头 /d)、梭梭林景观(蚜虫 0.93头 /d，瓢虫 0.30头/d)及短命植物景观 (蚜虫2.27头/d，瓢虫0.17头/d)蚜虫与瓢虫的第1个高峰均发生于6月；近农田景观(0.33头 /d)、梭梭林景观(0.09头 /d)、柽柳林景观(0.16头/d)及短命植物景观(3.35头/d)蚜虫于8月第2次出现高峰，柽柳林景观(0.01头/d)瓢虫于8月再次发生，而短命植物景观(0.08头/d)、梭梭林景观(0.07头/d)瓢虫于9月再次达到高峰。农田5-6月无蚜虫出现，瓢虫6月(0.03头/d)已出现于该生境，8月蚜虫(5.49头 /d)与瓢虫(0.21头 /d)的数量均达全年最高值，9月蚜虫 (1.60头/d)与瓢虫(0.11头 /d)共同下降。

图5 不同景观瓢虫及蚜虫发生动态Fig.5 Population dynamics of ladybeetle and aphid in different landscapes

3 讨论

（1）本文调查及分析结果表明古尔班通古特沙漠南缘瓢虫的主要种类为多异瓢虫与七星瓢虫，该结果与前人的研究[16-18]相似，以上2种瓢虫均在此次调查的所有生境及样点内出现。交错带生境瓢虫春季开始发生并达到高峰，夏季迅速减少，秋季有少量回升。春季棉田植株龄期较小无瓢虫发生，6月瓢虫开始出现，8月达到高峰，9月棉田喷施脱叶剂其内瓢虫数量迅速减少，该时期交错带内瓢虫数量有小幅上升，可能为棉田转移至自然生境越冬的瓢虫。

（2）瓢虫的发生通常随蚜虫的种群数量变化[15-16]。春季植物萌发，蚜虫发生，瓢虫也在该时期大量出现；夏季气温上升沙漠环境恶劣，短命植物的消失导致蚜虫的数量减少，由于环境及食物压力瓢虫的种群数量也随之迅速下降。其中柽柳景观由于其主要植被柽柳不发生蚜虫[7]，其他植物种类和数量均较少，蚜虫种群数量较少，因此柽柳景观内的瓢虫种群数量也显著低于其它景观。

（3）植物的庇护作用及特定植物的开花常影响瓢虫的发生[15-16]。其中近农田景观有着最为丰富的植物种类，最高的植被盖度[19-20]，其不仅能为瓢虫提供主要猎物-蚜虫，还可以为瓢虫提供较为丰富的蜜源、花粉与庇护所，因此其内瓢虫数量显著高于其它景观。

本研究显示交错带生境内有大量的瓢虫发生，其发生时期早于农田，瓢虫作为重要的农田天敌昆虫资源，交错带生境内的瓢虫对临近的农田生态害虫防治有较大的利用潜力。其内包含的4种景观的瓢虫数量不同，其中植被最为丰富的近农田景观的瓢虫数量最多，该景观距离农田距离最近。

（4）农田的农药施用对农田内及其周边环境的昆虫群落特别是天敌昆虫群落往往有较大的影响，大量施用广谱性杀虫剂会对瓢虫等自然天敌的害虫防治作用会有很大的影响。因此，笔者建议减少近沙漠农田的光谱型杀虫剂施用，并保护交错带植被，尤其是距离农田较近的梭梭与柽柳等木本植物[21]，并避免梭梭与柽柳被采伐导致的植物群落退化引起的天敌庇护所的效果降低甚至消失。同时建议新疆大面积的农田周边未利用的沙丘及荒地种植柽柳、梭梭等沙漠植被，该措施不仅能够防风固沙、美化环境，沙漠植物群落也可为瓢虫等天敌昆虫提供较好的生存环境[15-16]。

（5）沙漠植被种类繁多[22]，其中对瓢虫有保育作用的具体种类，特别是能够开花的短命植物，其保育机理及利用仍需进一步研究；七星瓢虫和多异瓢虫在沙漠自然生境和农田生境的转移规律有待探明，以便于更好的利用其用于农业生物防治。